СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1996 года по МПК C02F1/463 

Изобретение относится к очистке сточных вод, содержащих анионные синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), и может быть использовано в различных отраслях, связанных с производством и применением СПАВ.

В настоящее время для очистки сточных вод от СПАВ широко применяются электрохимические методы, например электрокоагуляцию.

Известен способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ [1] согласно которому сточные воды подвергают обработке хлоридом кальция с последующей электрокоагуляцией с алюминиевым анодом при плотности тока 0,010-0,12 А/см² в течение 15-12 мин.

Введение в воду добавки хлорида кальция предотвращает пассивирование анода, но в то же время создает новый источник загрязнения воды. Кроме того, данный метод также не обеспечивает очистку от СПАВ до величины предельно допустимой концентрации.

Как правило, сточные воды сложно очищать от СПАВ каким-то одним методом. Поэтому часто применяются технологии очистки, сочетающие различные способы, например электрокоагуляцию и сорбцию.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности является способ очистки воды от поверхностно-активных веществ [2] включающий электролиз с использованием алюминиевых электродов, с последующим пропусканием воды через сорбент. В соответствии с этим способом в очищаемую воду перед электролизом вводят перхлорат натрия до концентрации его в воде, равной 0,01-0,05 Н, затем воду направляют в блок электрокоагулятора, где поддерживают напряженность электрического поля 30 В/см. После обработки в электрическом поле вода подвергается фильтрации через механический фильтр и далее поступает на сорбционные колонки с ионообменной смолой и активированным углем.

Применение данного способа позволяет повысить качество очищаемой воды, однако добавка перхлората натрия вносит в воду дополнительные загрязняющие компоненты. Кроме того, этот метод требует использования дорогих и дефицитных сорбентов, какими являются ионообменная смола и активированный уголь. Введение дополнительной операции фильтрования через механический фильтр увеличивает время технологического процесса и замедляет скорость очистки. В целом известная технология представляется достаточно сложной и дорогостоящей.

Целью изобретения является повышение степени очистки сточной воды от СПАВ.

Для достижения этой цели в способе очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ, включающем операцию электрокоагуляции с последующим пропусканием воды через сорбент, согласно изобретению время электролиза воды при электрокоагуляции составляет 10-40 мин, а в качестве сорбента применяют шунгит.

Целесообразно в качестве сорбента использовать шунгит, прокаленный при 500-550^оС в течение 2-3 ч.

Время электрокоагуляции 10-40 мин это оптимальный интервал, в течение которого степень извлечения СПАВ в пенный концентрат достигает максимума. После 40 мин электрокоагуляции пена постепенно начинает опадать, и СПАВ снова переходит в сточную воду. Применение в качестве сорбента природного материала карельского шунгита, представляющего собой горную породу, содержащую углерод и кремнезем в химически активной форме, обеспечивает хорошее качество очистки сточных вод от СПАВ. Наиболее высокую степень очистки (92,2%) дает использование шунгита, модифицированного путем прокаливания в течение 2-3 ч при 500-550^оС. В этих условиях происходит резкое возрастание числа пор размерами 80-200 , которые весьма благоприятны для сорбции СПАВ.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточные воды, содержащие анионоактивные СПАВ, подают в электродную камеру электрокоагулятора и подвергают электролизу в течение 10-40 мин. Затем вода поступает в отстойную зону электрокоагулятора, где отстаивается в течение 1-3 ч. Далее раствор пропускают через сорбционную колонку, заполненную шунгитом, модифицированным в результате термообработки при 500-550^оС в течение 2-3 ч.

П р и м е р 1. Производственные сточные воды, содержащие после флотации 2,3 мг/л анионоактивных СПАВ (препарат "Элва-2"), пропускали через лабораторный электрокоагулятор со скоростью 50 мл/мин, где поддерживалось на алюминиевых электродах напряжение постоянного тока 12 В. Плотность тока колебалась в пределах 60-70 А/м². Время нахождения растворов в электродной камере составляло 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 мин. Далее растворы поступали в отстойную зону электрокоагулятора, где отстаивались в течение 2 ч. В каждом из растворов, подвергнутых электролизу в течение указанных периодов времени, определяли содержание СПАВ на выходе из отстойной зоны электрокоагулятора фотоколориметрическим методом (см. табл. 1).

После электрокоагуляции растворы пропускали через адсорбционную колонку диаметром 45 мм, заполненную природным шунгитом с размерами зерен 3-5 мм, где он образовал слой высотой 450 мм. Продолжительность процесса сорбции СПАВ шунгитом 20 мин.

После сорбции осуществляли контроль концентрации СПАВ в воде вышеуказанным методом.

Результаты анализов показаны в табл. 1.

П р и м е р 2. Производственные сточные воды, содержащие после флотации 2,3 мг/л анионоактивных СПАВ, пропускали через лабораторный электрокоагулятор по способу, описанному в примере 1.

После электрокоагуляции раствор пропускали через адсорбционную колонку, заполненную шунгитом, модифицированным в результате термообработки при 400, 450, 500, 550, 600, 650^оС в течение 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 ч. После сорбции осуществляли контроль концентрации СПАВ в воде. Результаты контроля представлены в табл. 2.

Проведенные исследования показали, что при очистке сточных вод от анионоактивных СПАВ наиболее эффективным является совмещение методов электрокоагуляции и сорбции. При электрокоагуляции большое значение имеет время электролиза воды, причем установлено, что оптимальным является время 10-40 мин. Хорошие результаты дает использование в качестве сорбента шунгита, прокаленного при 500-550^оС в течение 2-3 ч, так как в этих условиях значительно повышаются адсорбционные способности шунгита по отношению к анионным СПАВ за счет увеличения количества пор размером 80-200 (наиболее благоприятные размеры для сорбции СПАВ).

Использование заявляемого способа обеспечивает высокую степень очистки воды и позволяет уменьшить содержание анионоактивных СПАВ до предельно допустимых концентраций.

Использование: изобретение относится к очистке сточных вод, содержащих анионные синтетические поверхностно-активные вещества (СПВА), и может быть использовано в различных отраслях, связанных с производством и применением СПАВ. Сущность изобретения: способ очистки включает электрокоагуляцию и сорбцию. Время электрокоагуляции составляет 10-40 мин, а в качестве сорбента применяют шунгит. Целесообразно использование шунгита, прокаленного при 500-550^oС в течение 2-3 ч. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ очистки сточной воды от синтетических поверхностно-активных веществ, включающий операцию электрокоагуляции с последующим пропусканием воды через сорбент, отличающийся тем, что время электрокоагуляции составляет 10 40 мин, а в качестве сорбента применяют шунгит. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют шунгит, прокаленный при 500 550^oС в течение 2 3 ч.